RU2699684C2 - Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic - Google Patents
Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699684C2 RU2699684C2 RU2016100441A RU2016100441A RU2699684C2 RU 2699684 C2 RU2699684 C2 RU 2699684C2 RU 2016100441 A RU2016100441 A RU 2016100441A RU 2016100441 A RU2016100441 A RU 2016100441A RU 2699684 C2 RU2699684 C2 RU 2699684C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistors
- trigger
- transistor
- differential
- combined emitters
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/01—Modifications for accelerating switching
- H03K19/013—Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits
- H03K19/0133—Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits by bootstrapping, i.e. by positive feed-back
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/26—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/28—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
- H03K3/281—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
- H03K3/286—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области импульсной техникиThe invention relates to the field of pulse technology
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Из существующего уровня техники известно, что для осуществления фазовой автоподстройкой частоты необходимо применение программируемых делителей частоты, которые построены на основе D-триггеров с асинхронной установкой хранимого значения. Выполнение таких триггеров на основе эмиттерно-связанной логики позволяет получить высокую рабочую частоту. Известно схемотехническое решение D-триггера с асинхронным сбросом на основе эмиттерно-связанной логики, которое представляет собой двухступенчатую структуру на основе двух триггеров синхронизируемых по уровню, т.н. «защелок» с цепями сброса или принудительной установки хранимого значения. Защелки состоят из биполярных транзисторов, образующих вместе с цепями сброса или установки значения три уровня дифференциальных каскадов, которые определяют путь протекания тока в соответствии с логическими уровнями напряжений на базах транзисторов и определяют, соответственно, уровни напряжений на выходе триггера US 5122682 A, 16.06.1992. Недостатками данного технического решения являются: ограничение возможности применения схемы при однополярном напряжении питания ниже 5 В, обусловленное наличием трех уровней дифференциальных каскадов; высокое удельное энергопотребление ввиду наличия дополнительных цепей смещения логических уровней напряжения для соответствующих уровней дифференциальных каскадов, что приводит к дополнительной задержке сигнала при распространении в цепях смещения.From the existing level of technology it is known that for the implementation of phase-locked loop, it is necessary to use programmable frequency dividers, which are built on the basis of D-triggers with asynchronous setting of the stored value. The implementation of such triggers based on emitter-coupled logic allows you to get a high operating frequency. A circuitry is known for a D-trigger with asynchronous reset based on emitter-coupled logic, which is a two-stage structure based on two triggers synchronized in level, the so-called "Latches" with chains of reset or forced installation of the stored value. The latches consist of bipolar transistors, which together with the reset or set circuits form three levels of differential stages, which determine the current path in accordance with the logical voltage levels at the bases of the transistors and determine, respectively, the voltage levels at the output of the trigger US 5122682 A, 06.16.1992 . The disadvantages of this technical solution are: limitation of the possibility of using the circuit with a unipolar supply voltage below 5 V, due to the presence of three levels of differential cascades; high specific energy consumption due to the presence of additional bias circuits of logical voltage levels for the corresponding levels of differential stages, which leads to an additional signal delay during propagation in bias circuits.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является схема D-триггера с асинхронным сбросом и/или установкой значения выполненная на основе эмиттерно-связанной логики, которая представляет собой двухступенчатую структуру на основе двух триггеров «защелок» с цепями сброса и/или установкой хранимого значения, в которой использована одноуровневая схема US 7215170 B1, 8.05.2007. Реализация в схеме одного уровня дифференциальных каскадов обеспечивает активный режим работы транзисторов при типовом однополярном напряжении питания ниже 5 В вплоть до 1,8 В, также это позволяет исключить дополнительные цепи смещения логических уровней напряжений и связанные с ними недостатки. Недостатком данного решения является: избыточное количество используемых транзисторов в схеме; низкое входное сопротивление и высокая входная емкость вывода сброса и/или установки значения из-за одновременного подключения вывода к базам четырех транзисторов; низкое входное сопротивление и высокая входная емкость прямого и инверсного входов тактового сигнала из-за одновременного подключения каждого вывода к базам четырех транзисторов.Closest to the claimed technical solution is a D-flip-flop circuit with asynchronous reset and / or value setting based on emitter-coupled logic, which is a two-stage structure based on two “latch” triggers with reset circuits and / or setting the stored value, in which uses a single-level scheme US 7215170 B1, 8.05.2007. The implementation in the circuit of one level of differential cascades provides an active mode of operation of transistors with a typical unipolar supply voltage below 5 V up to 1.8 V, and this also eliminates additional bias circuits of logical voltage levels and related disadvantages. The disadvantage of this solution is: the excess number of transistors used in the circuit; low input impedance and high input capacitance of the reset output and / or setting the value due to the simultaneous connection of the output to the bases of four transistors; low input impedance and high input capacitance of the direct and inverse inputs of the clock signal due to the simultaneous connection of each output to the bases of four transistors.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание быстродействующих программируемых делителей частоты с низким энергопотреблением на основе эмиттерно-связанной логики.The problem to which the invention is directed, is the creation of high-speed programmable frequency dividers with low energy consumption based on emitter-coupled logic.
Данная задача решается за счет того, что заявленный низковольтный D-триггер с асинхронным сбросом, характеризуется тем, что состоит из одного уровня дифференциальных каскадов и резисторов, образующих ведущий и ведомый триггеры, синхронизируемые по уровню, которые состоят из:This problem is solved due to the fact that the claimed low-voltage D-flip-flop with asynchronous reset is characterized by the fact that it consists of one level of differential stages and resistors forming master and slave triggers synchronized in level, which consist of:
пары транзисторов с объединенными эмиттерами первого дифференциального каскада, усиливающих входной сигнал;pairs of transistors with combined emitters of the first differential stage amplifying the input signal;
пары транзисторов с объединенными эмиттерами второго дифференциального каскада с положительной обратной связью, образованной соединением базы с коллектором противолежащего транзистора, позволяющих удерживать усиленное первым дифференциальным каскадом логическое значение;pairs of transistors with combined emitters of the second differential cascade with positive feedback, formed by connecting the base to the collector of the opposite transistor, allowing to hold a logical value amplified by the first differential cascade;
трех резисторов, два из них подключены к объединенным коллекторам двух транзисторов по одному из первого и второго дифференциальных каскадов, при этом резисторы подключены к шине питания через третий резистор.three resistors, two of them are connected to the combined collectors of two transistors in one of the first and second differential stages, while the resistors are connected to the power bus through the third resistor.
При этом объединенные эмиттеры транзисторов первого дифференциального каскада ведущего триггера подключены к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведомого триггера; объединенные эмиттеры транзисторов второго дифференциального каскада ведущего триггера подключены к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведомого триггера; источник постоянного тока I1 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведущего триггера и второго дифференциального каскада ведомого триггера; источник постоянного тока I2 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведущего триггера и первого дифференциального каскада ведомого триггера. Тактовый сигнал CLK подается на базу транзистора Т6, а инверсный тактовый сигнал подается на базу транзистора Т7. Эмиттер транзистора Т6 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т6 подключен к шине питания; эмиттер транзистора Т7 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т7 подключен к шине питания. Сигнал установки значения SET подается на базы двух транзисторов Т5 и Т8. Эмиттер транзистора Т5 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т5 подключен к инверсному выходу ведущего триггера ; эмиттер транзистора Т8 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т8 подключен к инверсному выходу ведомого триггера .In this case, the combined emitters of the transistors of the first differential cascade of the master trigger are connected to the combined emitters of the transistors of the second differential cascade of the master trigger; the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the master trigger are connected to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the slave trigger; the DC source I1 is connected to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the master trigger and the second differential stage of the slave trigger; the DC source I2 is connected to the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the master trigger and the first differential stage of the slave trigger. The clock signal CLK is supplied to the base of the transistor T6, and the inverse clock signal fed to the base of the transistor T7. The emitter of the transistor T6 is connected to the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the slave trigger; the collector of the transistor T6 is connected to the power bus; the emitter of the transistor T7 is connected to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the slave trigger; the collector of the T7 transistor is connected to the power bus. The signal for setting the SET value is supplied to the bases of two transistors T5 and T8. The emitter of the transistor T5 is connected to the combined emitters of the transistors of the second differential cascade of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the first differential cascade of the slave trigger; the collector of the transistor T5 is connected to the inverse output of the master trigger ; the emitter of the transistor T8 is connected to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the slave trigger; the collector of the transistor T8 is connected to the inverse output of the slave trigger .
Сигнал сброса RST может подаваться на базы двух транзисторов Т5 и Т8, при этом необходимо, чтобы: эмиттер транзистора Т5 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т5 подключен к прямому выходу ведущего триггера Z; эмиттер транзистора Т8 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада ведущего триггера и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада ведомого триггера; коллектор транзистора Т8 подключен к прямому выходу ведомого триггера Q.The reset signal RST can be applied to the bases of two transistors T5 and T8, and it is necessary that: the emitter of the transistor T5 is connected to the combined emitters of the transistors of the second differential cascade of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the first differential cascade of the slave trigger; the collector of transistor T5 is connected to the direct output of the master trigger Z; the emitter of the transistor T8 is connected to the combined emitters of the transistors of the first differential stage of the master trigger and to the combined emitters of the transistors of the second differential stage of the slave trigger; the collector of the transistor T8 is connected to the direct output of the slave trigger Q.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение возможности применения схемы при напряжении питания ниже 5 В, исключение дополнительных цепей смещения логических уровней, снижение входной емкости вывода сброса RST или установки хранимого значения SET, снижение входной емкости прямого CLK и инверсного входа тактового сигнала , снижение количества используемых транзисторов в схеме.The technical result provided by the given set of features is the possibility of applying the circuit with a supply voltage below 5 V, eliminating additional bias circuits of logic levels, reducing the input capacitance of the reset output RST or setting the stored value SET, reducing the input capacitance of the direct CLK and the inverse clock input , reducing the number of transistors used in the circuit.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
На фиг. 1 - принципиальная электрическая схема низковольтного D-триггера с асинхронной установкой хранимого значения;In FIG. 1 is a circuit diagram of a low-voltage D-flip-flop with an asynchronous setting of a stored value;
На фиг. 2 - принципиальная электрическая схема низковольтного D-триггера с асинхронным сбросом.In FIG. 2 is a circuit diagram of a low voltage D-flip-flop with asynchronous reset.
На фиг. 3 - блок-схема программируемого делителя частоты.In FIG. 3 is a block diagram of a programmable frequency divider.
Низковольтный D-триггер с асинхронным сбросом, характеризующийся тем, что состоит из одного уровня дифференциальных каскадов 3, 4, 5, 6 и резисторов (R1, R2, R3, R4, R5, R6), образующие ведущий 1 и ведомый 2 триггеры, синхронизируемые по уровню, которые состоят из:Low-voltage D-trigger with asynchronous reset, characterized in that it consists of one level of
пары транзисторов Т1, Т2 (Т9, Т10) с объединенными эмиттерами первого дифференциального каскада 3(5), усиливающих входной сигнал;pairs of transistors T1, T2 (T9, T10) with combined emitters of the first differential stage 3 (5), amplifying the input signal;
пары транзисторов Т3, Т4 (T11, Т12) с объединенными эмиттерами второго дифференциального каскада 4(6) с положительной обратной связью, образованной соединением базы с коллектором противолежащего транзистора, позволяющих удерживать усиленное первым дифференциальным каскадом логическое значение;pairs of transistors T3, T4 (T11, T12) with combined emitters of the second differential stage 4 (6) with positive feedback, formed by connecting the base to the collector of the opposite transistor, which allow holding the logic value amplified by the first differential stage;
трех резисторов R1, R3, R4 (R2, R5, R6), два из них R3, R4 (R5, R6) подключены к объединенным коллекторам двух транзисторов по одному из первого и второго дифференциальных каскадов, при этом резисторы подключены к шине питания через третий резистор R1 (R2).three resistors R1, R3, R4 (R2, R5, R6), two of them R3, R4 (R5, R6) are connected to the combined collectors of two transistors through one of the first and second differential stages, while the resistors are connected to the power bus through the third resistor R1 (R2).
При этом объединенные эмиттеры транзисторов первого дифференциального каскада 3 ведущего триггера 1 подключены к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 6 ведомого триггера 2; объединенные эмиттеры транзисторов второго дифференциального каскада 4 ведущего триггера 1 подключены к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 5 ведомого триггера 2; источник постоянного тока I1 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 3 ведущего триггера 1 и второго дифференциального каскада 6 ведомого триггера 2; источник постоянного тока I2 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 4 ведущего триггера 1 и первого дифференциального каскада 5 ведомого триггера 2. Тактовый сигнал CLK подается на базу транзистора Т6, а инверсный тактовый сигнал подается на базу транзистора Т7. Эмиттер транзистора Т6 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 4 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 5 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т6 подключен к шине питания; эмиттер транзистора Т7 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 3 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 6 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т7 подключен к шине питания. Сигнал установки значения SET подается на базы двух транзисторов Т5 и Т8. Эмиттер транзистора Т5 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 4 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 5 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т5 подключен к инверсному выходу ведущего триггера ; эмиттер транзистора Т8 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 3 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 6 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т8 подключен к инверсному выходу ведомого триггера .In this case, the combined emitters of the transistors of the first differential stage 3 of the master trigger 1 are connected to the combined emitters of the transistors of the second
Сигнал сброса RST может подаваться на базы двух транзисторов Т5 и Т8, при этом необходимо, чтобы: эмиттер транзистора Т5 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 4 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 5 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т5 подключен к прямому выходу ведущего триггера Z; эмиттер транзистора Т8 подключен к объединенным эмиттерам транзисторов первого дифференциального каскада 3 ведущего триггера 1 и к объединенным эмиттерам транзисторов второго дифференциального каскада 6 ведомого триггера 2; коллектор транзистора Т8 подключен к прямому выходу ведомого триггера Q.The reset signal RST can be supplied to the bases of two transistors T5 and T8, and it is necessary that: the emitter of the transistor T5 is connected to the combined emitters of the transistors of the second
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
При поступлении парафазного синхроимпульса на входы CLK, обеспечивается отвод токов источников I1 и I2 на шину питания в обход активной части схемы за счет открытия одного из транзисторов Т6, Т7. Когда ток источника I1 шунтирован, ток источника 12 поровну делится между первым дифференциальным каскадом ведущего триггера и вторым дифференциальным каскадом ведомого триггера, затем при смене фазы синхроимпульса на 180 градусов происходит шунтирование тока источника I2 на шину питания, при этом ток источника I1 поровну делится между вторым дифференциальным каскадом ведущего триггера и первым дифференциальным каскадом ведомого триггера. Процесс захвата логического значения на дифференциальном входе D можно условно разделить на 3 этапа:When a paraphase clock arrives at the CLK inputs, provides the removal of currents of sources I1 and I2 to the power bus bypassing the active part of the circuit due to the opening of one of the transistors T6, T7. When the current of source I1 is shunted, the current of
1) На прямом входе тактового сигнала CLK установлен высокий логический уровень напряжения, на инверсном входе тактового сигнала установлен низкий логический уровень напряжения, ток источника I1 шунтирован на шину питания, ток источника I2 поровну разделен между первым дифференциальным каскадом ведущего триггера и вторым дифференциальным каскадом ведомого триггера. Обеспечивается усиление значения, установленного на информационном входе для его последующего сохранения в ведущем триггере;1) At the direct input of the CLK clock signal, a high logical voltage level is set, at the inverse input of the clock signal a low logic voltage level is set, the current of the source I1 is shunted to the power bus, the current of the source I2 is evenly divided between the first differential cascade of the master trigger and the second differential cascade of the slave trigger. It provides amplification of the value set at the information input for its subsequent storage in the master trigger;
2) На прямом входе тактового сигнала CLK установлен низкий логический уровень напряжения, на инверсном входе тактового сигнала установлен высокий логический уровень напряжения, ток источника I2 шунтирован на шину питания, ток источника I1 поровну разделен между вторым дифференциальным каскадом ведущего триггера и первым дифференциальным каскадом ведомого триггера. За счет положительной обратной связи во втором дифференциальном каскаде ведущего триггера обеспечивается удержание захваченного значения на этапе 1), а за счет первого дифференциального каскада ведомого триггера производится усиление хранящегося значения для последующего сохранения в ведомом триггере.2) At the direct input of the CLK clock signal, a low logic voltage level is set, at the inverse input of the clock signal a high logical voltage level is set, the current of the source I2 is shunted to the power bus, the current of the source I1 is evenly divided between the second differential cascade of the master trigger and the first differential cascade of the slave trigger. Due to the positive feedback in the second differential cascade of the master trigger, the captured value is held in step 1), and due to the first differential cascade of the master trigger, the stored value is amplified for subsequent storage in the master trigger.
3) На прямом входе тактового сигнала CLK установлен высокий логический уровень напряжения, на инверсном входе тактового сигнала установлен низкий логический уровень напряжения, ток источника I1 шунтирован на шину питания, ток источника I2 поровну разделен между первым дифференциальным каскадом ведущего триггера и вторым дифференциальным каскадом ведомого триггера. Обеспечивается усиление значения, установленного на информационном входе, на данном этапе, для его последующего сохранения в ведущем триггере и за счет положительной обратной связи во втором дифференциальном каскаде ведомого триггера обеспечивается удержание значения захваченного на этапе 1).3) At the direct input of the CLK clock signal, a high logical voltage level is set, at the inverse input of the clock signal a low logic voltage level is set, the current of the source I1 is shunted to the power bus, the current of the source I2 is evenly divided between the first differential cascade of the master trigger and the second differential cascade of the slave trigger. The value set at the information input is amplified at this stage, for its subsequent storage in the master trigger and due to the positive feedback in the second differential stage of the slave trigger, the value captured at stage 1) is maintained.
Описанные этапы непрерывно сменяют друг друга, пока происходит смена логических уровней на выводах CLK, в противофазе.The described steps continuously replace each other while there is a change of logic levels on the CLK pins, in antiphase.
При установлении на выводе SET высокого логического уровня напряжения, токи источников I1 и I2 шунтируются на шину питания через резисторы R1, R3 и R2, R5 соответственно, обеспечивая необходимое падение напряжения и установку логической единицы на выходах ведущего и ведомого триггеров. Так как эмиттеры транзисторов Т5, Т6, Т7, Т8 объединены, уровень высокого логического напряжения на выводе SET должен быть больше высокого логического уровня напряжения на выводах CLK, не менее чем на 150 мВ для шунтирования основной части токов источников. При этом, вне зависимости от сигналов на остальных входах D-триггера, обеспечивается асинхронная установка высокого логического уровня напряжения на выходе.When a high logical level of voltage is established at the SET terminal, the currents of sources I1 and I2 are shunted to the power bus through resistors R1, R3 and R2, R5, respectively, providing the necessary voltage drop and setting a logical unit at the outputs of the master and slave triggers. Since the emitters of the transistors T5, T6, T7, T8 are combined, the level of high logic voltage at the terminal SET must be greater than the high logical level of voltage at the terminals CLK, not less than 150 mV for shunting the main part of the source currents. At the same time, regardless of the signals at the other inputs of the D-flip-flop, an asynchronous installation of a high logical output voltage level is provided.
Схема низковольтного D-триггера с асинхронной установкой хранимого значения выполнена на основе одного уровня биполярных дифференциальных каскадов, что обеспечивает возможность однополярного питания схемы напряжением ниже 5 В, при этом обеспечив активный режим работы транзисторов. Это связано с тем, что при снижении напряжения питания наступает момент, когда потенциал на коллекторе становится ниже потенциала базы, после чего транзистор начинает работать в режиме насыщения, поэтому для схем на основе эмиттерно-связанной логики справедливо соотношение Vsp>IR+NVbe+VI,The low-voltage D-flip-flop circuit with asynchronous setting of the stored value is made on the basis of one level of bipolar differential stages, which makes it possible to unipolar power the circuit with voltage below 5 V, while ensuring the active operation of transistors. This is due to the fact that when the supply voltage decreases, the moment comes when the potential on the collector becomes lower than the base potential, after which the transistor starts to work in saturation mode, therefore for circuits based on emitter-coupled logic, the relation Vsp> IR + NVbe + VI
где Vsp - напряжение питания;where Vsp is the supply voltage;
IR - падение напряжения на резисторах в цепи коллектора;IR - voltage drop across the resistors in the collector circuit;
N - количество уровней биполярных дифференциальных каскадов;N is the number of levels of bipolar differential cascades;
Vbe - напряжение открытого р-n перехода база-эмиттер транзистора;Vbe is the voltage of the open pn junction of the base-emitter of the transistor;
VI - минимально допустимое падение напряжения на источнике тока.VI - minimum allowable voltage drop at the current source.
Из этого соотношения видно, что минимально допустимое напряжение питание, при котором обеспечивается активный режим работы транзисторов, достижимо только при N=1, т.е. при одном уровне биполярных дифференциальных каскадов.It can be seen from this relation that the minimum allowable supply voltage, at which the active operation mode of transistors is provided, is achievable only at N = 1, i.e. at one level of bipolar differential cascades.
Создание низковольтного D-триггера с асинхронным сбросом на основе эмиттерно-связанной логики обеспечивает максимальное быстродействие изделия за счет высокой граничной частоты биполярных транзисторов.The creation of a low-voltage D-trigger with asynchronous reset based on emitter-coupled logic provides maximum product performance due to the high cutoff frequency of bipolar transistors.
Таким образом, заявленная схема D-триггера с асинхронной установкой значения позволяет успешно создавать быстродействующие программируемые делители частоты с низким энергопотреблением на основе эмиттерно-связанной логики.Thus, the claimed D-flip-flop circuit with asynchronous value setting allows you to successfully create high-speed programmable frequency dividers with low energy consumption based on emitter-coupled logic.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016100441A RU2699684C2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016100441A RU2699684C2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016100441A RU2016100441A (en) | 2017-07-17 |
RU2016100441A3 RU2016100441A3 (en) | 2018-04-28 |
RU2699684C2 true RU2699684C2 (en) | 2019-09-09 |
Family
ID=59497261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016100441A RU2699684C2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699684C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5122682A (en) * | 1989-10-06 | 1992-06-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Source-coupled fet-logic-type logic circuit |
SU852131A1 (en) * | 1980-03-24 | 1997-09-10 | Э.К. Есипов | Flip-flop device |
US5850155A (en) * | 1995-11-30 | 1998-12-15 | Nec Corporation | BIMOS logic circuit directly controllable by a CMOS block formed on same IC chip |
US7215170B1 (en) * | 2003-09-16 | 2007-05-08 | Cypress Semiconductor Corp. | Low voltage logic circuit with set and/or reset functionality |
-
2016
- 2016-01-12 RU RU2016100441A patent/RU2699684C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU852131A1 (en) * | 1980-03-24 | 1997-09-10 | Э.К. Есипов | Flip-flop device |
US5122682A (en) * | 1989-10-06 | 1992-06-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Source-coupled fet-logic-type logic circuit |
US5850155A (en) * | 1995-11-30 | 1998-12-15 | Nec Corporation | BIMOS logic circuit directly controllable by a CMOS block formed on same IC chip |
US7215170B1 (en) * | 2003-09-16 | 2007-05-08 | Cypress Semiconductor Corp. | Low voltage logic circuit with set and/or reset functionality |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016100441A (en) | 2017-07-17 |
RU2016100441A3 (en) | 2018-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3553988B2 (en) | Synchronous digital logic | |
US3010031A (en) | Symmetrical back-clamped transistor switching sircuit | |
CN103166602A (en) | Low power consumption mater-slave trigger | |
US2986650A (en) | Trigger circuit comprising transistors | |
US3430070A (en) | Flip-flop circuit | |
JPH02149013A (en) | Oscillation circuit | |
US3649850A (en) | Crystal-controlled square wave generator | |
JPH0528007B2 (en) | ||
US3106644A (en) | Logic circuits employing minority carrier storage diodes for adding booster charge to prevent input loading | |
CN110045372A (en) | Ultra-wideband impulse signal emitter and ultra wide band pulsed radar system | |
US3617776A (en) | Master slave flip-flop | |
RU2699684C2 (en) | Low voltage d-flip-flop with asynchronous value setting based on emitter-coupled logic | |
US3003069A (en) | Signal translating apparatus | |
JP4756135B2 (en) | Frequency divider | |
US3473045A (en) | Complementary j-k flip-flop using transistor logic | |
US3789241A (en) | Electronic pulse amplifier circuits | |
JP3137680B2 (en) | Latch circuit | |
JP2011044780A (en) | Driver circuit and test device using the same | |
US3772534A (en) | Low power, high speed, pulse width discriminator | |
US3060386A (en) | Transistorized multivibrator | |
US3564298A (en) | Dynamic amplifier level converter | |
US2981850A (en) | Transistor pulse response circuit | |
US3238387A (en) | Bistable multivibrators | |
US3259757A (en) | High speed active triggering circuit for use with a binary | |
US7656234B2 (en) | Circuit and oscillating apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181120 |